Krom, kemiskt element: beskrivning, egenskaper, formel och egenskaper

Krom är ett kemiskt element med atomnummer 24. Det är en hård, glansig grå stålmetall som polerar bra och bleknar inte. Används i legeringar, såsom rostfritt stål, och som beläggning. Människokroppen kräver små mängder trivalent krom för sockers metabolism, men Cr (VI) är mycket giftigt.

Olika kromföreningar, såsom krom (III) oxid och blykromat, är ljust färgade och används i färger och pigment. Rubins röda färg beror på närvaron av detta kemiska element. Vissa ämnen, särskilt kalium- och natriumdikromat , är oxidationsmedel som används för att oxidera organiska föreningar och (tillsammans med svavelsyra) för att rengöra laboratorierätter. Dessutom används kromoxid (VI) vid framställning av magnetband.

Discovery och etymologi

Historien om upptäckten av det kemiska elementets krom är som följer. År 1761 fann Johann Gottlob Lehmann i Uralbergen ett apelsinrött mineral och kallade det "Sibirisk röd bly". Även om det felaktigt identifierades som en förening av bly med selen och järn, var materialet faktiskt blykromat med kemisk formel PbCrO4. Idag är det känt som en mineral krona.

1770 besökte Peter Simon Pallas den plats där Leman hittade ett rött blymineral, som hade mycket användbara egenskaper hos pigment i färger. Användningen av Siberian röd bly som färg har utvecklats snabbt. Dessutom blev den ljusgula färgen på Crocote fashionabla.

1797 mottog Nicolas Louis Vauquelin prover av röd blymalm. Genom att blanda Crocote med saltsyra erhölls CrO3-oxid. Krom som ett kemiskt element isolerades 1798. Voklen fick det genom att uppvärma oxiden med kol. Han kunde också upptäcka spår av krom i ädelstenar, som rubin och smaragd.

På 1800-talet användes Cr huvudsakligen i sammansättningen av färger och solarium. Idag används 85% av metallen i legeringar. Resten används i kemisk industri, produktion av eldfasta material och gjuteriindustrin.

Utdraget av det kemiska elementets krom motsvarar det grekiska χρῶμα, vilket betyder "färg", på grund av de många färgföreningar som kan erhållas från den.

Utvinning och produktion

Elementet är tillverkat av kromit (FeCr2O4). Ungefär hälften av malmen i världen bryts i Sydafrika. Dessutom är Kazakstan, Indien och Turkiet dess huvudproducenter. De utforskade insättningarna av kromo är tillräckliga, men geografiskt koncentreras de i Kazakstan och i södra Afrika.

Inlåning av metallkrom är sällsynt, men de är. Till exempel är det utvinnat vid Udachnaya-gruvan i Ryssland. Det är ett kimberlite-rör, rikt på diamanter, och den reducerande miljön har hjälpt till att bilda rent krom och diamanter.

För industriell produktion av metall behandlas kromitmalm med smält alkali (kaustik soda, NaOH). Samtidigt bildas natriumkromat (Na2CrO4), vilket reduceras med kol till Cr203oxid. Metallen erhålles genom uppvärmning av oxiden i närvaro av aluminium eller kisel.

År 2000 minskade cirka 15 miljoner ton krommalm, som bearbetades till 4 miljoner ton ferrokrom, 70% av kromjärnlegeringen, med ett ungefärligt marknadsvärde på 2,5 miljarder dollar.

Huvudfunktioner

Karakterisering av det kemiska elementet av krom beror på det faktum att det är en övergångsmetall i den fjärde perioden av det periodiska bordet och ligger mellan vanadin och mangan. Ingår i VI-gruppen. Den smälter vid en temperatur av 1907 ° C. I närvaro av syre bildar krom snabbt ett tunt skikt av oxid, vilket skyddar metallen mot ytterligare interaktion med syre.

Som ett övergångselement reagerar det med ämnen i olika förhållanden. Således bildar den föreningar i vilka den har olika grader av oxidation. Krom är ett kemiskt element med marktillståndet +2, +3 och +6, varav +3 är det mest stabila. Vidare observeras i sällsynta fall +1, +4 och +5. Kromföreningarna i oxidationstillstånd +6 är starka oxidanter.

Vilken färg är Chrome? Det kemiska elementet ger det anodiserade aluminiumet en rubinfärg. Cr ₂ O ₃ , som används för polering av metallen, används också som ett pigment som kallas "krom greens". Dess salter färgar glaset i en smaragdgrön färg. Krom är ett kemiskt element vars närvaro gör rubinröd. Därför används den vid tillverkning av syntetiska rubiner.

isotoper

Kromisotoper har atomvikt från 43 till 67. Vanligtvis består detta kemiska element av tre stabila former: ⁵² Cr, ⁵³ Cr och ⁵⁴ Cr. Av dessa är ⁵² Cr den vanligaste (83,8% av totalt naturligt krom). Dessutom har 19 radioisotoper beskrivits, varav den stabila är ⁵⁰ Cr med halveringstid över 1,8x10 ¹⁷ år. I ⁵¹ Cr är halveringstiden 27,7 dagar och för alla andra radioaktiva isotoper är den inte längre än 24 timmar, varav de flesta är mindre än en minut. Elementet har också två metatillstånd.

Isotoperna av krom i jordskorpan följer som regel isotoperna av mangan, som finner tillämpning i geologi. ⁵³ Cr bildas i det radioaktiva förfallet ⁵³ Mn. Förhållandet mellan Mn / Cr isotoper stöder annan information om solsystemets tidiga historia. Förändringar i ⁵³ Cr / ⁵² Cr och Mn / Cr-förhållanden från olika meteoriter visar att nya atomkärnor skapades strax innan solsystemet bildades.

Kemisk element krom: egenskaper, formel för föreningar

Krom (III) oxid Cr ₂ O ₃ , även känd som sesquioxid, är en av de fyra oxiderna av detta kemiska element. Den erhålls från kromit. En grön förening kallas vanligtvis "kromgröna" när den används som ett pigment för emalj och glasmålning. Oxid kan lösas i syror, bilda salter och i smälta alkali-kromiter.

Kaliumdikromat

K ₂ Cr ₂ O ₇ är en kraftfull oxidator och ges preferens som ett medel för rengöring av laboratorieredskap från organiska material. För att göra detta använd dess mättade lösning i koncentrerad svavelsyra. Ibland ersätts emellertid det med natriumdikromat, baserat på den högre lösligheten hos den senare. Dessutom kan det reglera processen för oxidation av organiska föreningar, omvandla den primära alkoholen till aldehyd och sedan till koldioxid.

Kaliumdikromat kan orsaka kromdermatit. Krom är troligen orsaken till sensibilisering som leder till utveckling av dermatit, speciellt av händer och underarmar, vilket är kroniskt och svårt att behandla. Liksom andra föreningar av Cr (VI) är kaliumdikromat cancerframkallande. Det bör hanteras med handskar och lämplig skyddsutrustning.

Kromsyra

Föreningen har en hypotetisk H2CrO4-struktur. Varken kromiska eller dikroma syror finns i naturen, men deras anjoner finns i olika ämnen. "Kromsyra", som finns att köpa, är i själva verket syraanhydrid-trioxid CrO ₃ .

Blykrom (II)

PbCrO ₄ har en ljusgul färg och är praktiskt taget olöslig i vatten. Av denna anledning fann han applikation som ett färgpigment som kallades "gula kronor".

Cr och pentavalent bindning

Krom utmärks av sin förmåga att bilda pentavalenta bindningar. Föreningen skapas av Cr (I) och kolväteradikalen. En femvalent bindning bildas mellan två kromatomer. Dess formel kan skrivas som Ar-Cr-Cr-Ar, där Ar är en specifik aromatisk grupp.

ansökan

Krom är ett kemiskt element vars egenskaper har gett honom en mängd olika applikationer, varav några är listade nedan.

Det ger metaller till korrosionsbeständighet och en blank yta. Därför är krom en del av sådana legeringar som rostfritt stål, som exempelvis används i bestick. Det används också för applicering av förkromning.

Krom är katalysatorn för olika reaktioner. Av det är former gjorda för brinnande tegelstenar. Hans salter brunar huden. Kaliumdikromat används för oxidation av organiska föreningar, såsom alkoholer och aldehyder, samt för rengöring av laboratorieredskap. Det fungerar som ett fixeringsmedel för färgning av tyger, och används också i fotografi och fotoutskrifter.

CrO ₃ används för tillverkning av magnetband (till exempel för ljudinspelning), som har bättre egenskaper än filmer med järnoxid.

Roll i biologi

Trivalent krom är ett kemiskt element som är nödvändigt för sockers metabolism i människokroppen. I motsats till detta är hexavalent Cr mycket giftigt.

försiktighetsåtgärder

Metallkrom och Cr (III) -föreningar anses i allmänhet inte vara hälsofarliga, men ämnen som innehåller Cr (VI) kan vara giftiga vid inandning eller inandning. De flesta av dessa ämnen är irriterande för ögon, hud och slemhinnor. Vid exponering för konstant exponering kan krom (VI) -föreningar orsaka ögonskador om de lämnas obehandlade. Dessutom är det ett erkänt cancerframkallande ämne. Den dödliga dosen av detta kemiska element är ungefär en halv tesked. Enligt rekommendationerna från Världshälsoorganisationen är den högsta tillåtna koncentrationen av Cr (VI) i dricksvatten 0,05 mg per liter.

Eftersom kromföreningar används i färgämnen och för garvning av huden, finns de ofta i mark och grundvatten av övergivna industriobjekt som kräver rengöring och restaurering av miljön. Primer som innehåller Cr (VI), används fortfarande allmänt inom rymd- och bilindustrin.

Elementegenskaper

De viktigaste fysikaliska egenskaperna hos krom är följande:

• Atomnummer: 24.
• Atomvikten: 51,996.
• Smältpunkt: 1890 ° C.
• Kokpunkt: 2482 ° C.
• Grad av oxidation: +2, +3, +6.
• Elektronkonfigurationen: [Ar] 3d ⁵ 4s ¹ .